本文由
中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
与 星球研究所 联合制作
身为人类
我们都会好奇
是谁创造了这个世界?
这个世界多姿多彩
风景壮阔
(从国际空间站拍摄的珠峰周围群山,湖泊为佩枯错,图片源自@NASA)
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千百种人类文明
争奇斗艳、洋洋大观
(世界杯,来自不同国家、不同民族、不同肤色的人们共同观赏同一个赛事,图片源自@VCG)
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与此同时
这个世界却又多灾多难
印度洋的一场海啸
可以瞬间吞没29万人的性命
(2004年印度洋海啸袭击斯里兰卡城市卡卢特勒,图片源自@NASA)
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欧亚大陆的一次颤动
可以让8万多人消失于瓦砾
(2008年5月12日汶川大地震,摄影师@朱建国)
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而纵观中国大地
从公元前180年到1949年
死亡人数1万以上的重大自然灾害
共发生了300次
平均每7年就有1次
(历史上中国不同省份重大自然灾害发生次数,不含港澳台,数据依据刘毅等《历史时期中国重大自然灾害时空分异特征》,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)
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再放眼世界
从1980年到2018年
不到40年间发生的自然灾害
已经密布全球
7年、40年
不过人生的1/10、1/2
试问蓝色星球上有多少人的一生
能完全置身灾难之外?
(1980年-2018年全球自然灾害分布,数据依据NatCatService,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)
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我们由此愈发好奇
究竟是谁让这个世界
风景如此美丽
文明如此璀璨
灾难却又如此之多?
科学家给出的答案
可能超乎你的想象
地球上最壮丽的风景
人类文明的孕育
以及许多灾难的根源
与数千万年以来的超大“灾难”事件
密切相关
01
碰撞
该“灾难”事件就是
板块碰撞
7千万年前
欧亚大陆还没有完全成形
非洲板块、印澳板块
不断向北推移
与欧亚板块全线碰撞
(非洲板块、印澳板块与欧亚板块碰撞示意,制图@Christopher Scotese)
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板块相接之处
大地崩裂
(汶川地震时,土地被“撕裂”成一条条裂缝,仅作示意,摄影师@朱建国)
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熔岩从地下涌出
(意大利埃特纳火山,仅作示意,图片源自@VCG)
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巨型火山灰云
飘扬至数万米高空
(2009年俄罗斯千岛群岛萨雷切夫火山喷发形成的火山灰云,从国际空间站拍摄,仅作示意,图片源自@NASA)
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海岸边
地震还引发海啸
数十米高的巨浪吞噬着一切
(巨浪,仅作示意,图片源自@NOAA)
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然而
我们眼中的“灾难”
对大自然而言却是伟大的创造
此次碰撞范围如此之广
力量如此之大
导致整个欧亚大陆南侧全线隆起
一众超级山脉及高原就此诞生
堪称地球2亿年来最壮观的造山运动
它西起大西洋东岸
东至印度尼西亚岛弧
包括阿尔卑斯山、喜马拉雅山
伊朗高原、青藏高原等等
全长超过1万千米
横贯地球、直刺苍穹
地质学上称之为
阿尔卑斯-喜马拉雅造山带
(请横屏观看,阿尔卑斯-喜马拉雅造山带主要山脉与高原示意,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)
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其中
阿尔卑斯山(Alps)
耸立于欧洲中心
全长1200千米
(阿尔卑斯山马特洪峰,图片源自@VCG)
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托罗斯山(Taurus)
位于土耳其南部
从内陆一直延伸至海洋
同样全长1200千米
(托罗斯山,图片源自@VCG)
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高加索山(Caucasus )
连接着黑海与里海
成为欧亚地理分界线
其最高峰厄尔布鲁士峰
海拔5642米
为欧洲第一高峰
(请横屏观看,高加索山Mount Laila,图片源自@VCG)
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而在伊朗高原
扎格罗斯山(Zagros )
绵延1500余千米
是伊拉克与伊朗境内最大的山脉
(扎格罗斯山,图片源自@VCG)
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伊朗高原往东
兴都库什山(Hindu kush)
东西贯穿阿富汗
全长966千米
(兴都库什山喷赤河谷,摄影师@小强先森)
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再往东
到了雄伟的青藏高原
造山运动的洪荒之力更是发挥到了极致
众多超级山脉竞相耸立
无比壮观
包括横断山
(横断山脉央迈勇雪山,摄影师@安铎)
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昆仑山
(昆仑山慕士塔格峰,摄影师@小强先森)
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祁连山
(连续横屏观看,祁连山肃南段,摄影师@李春)
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念青唐古拉山
(连续横屏观看,念青唐古拉山,摄影师@背包的小猪zhu)
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喜马拉雅山
等等
(连续横屏观看,喜马拉雅山卡美特山段西段日出全景,扎达土林观景台视角,摄影师@天书)
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而在造山带的最东端
还有一连串火山岛屿耸立于大洋之上
包括苏门答腊岛、爪哇岛等
岛屿上火山遍布
至今喷发不断
(印尼爪哇岛布罗莫火山,摄影师@路鹏宇)
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此外
伴随着这次碰撞
世界地理格局也为之改变
欧亚板块与非洲板块、印澳板块之间
原本存在的海洋大面积萎缩
甚至消亡
(埃及沙漠中的3700万年前的矛齿鲸,挡不住斗转星移,只剩一把枯骨,摄影师@Mohammed ali Moussa)
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地中海、黑海、里海、咸海
成为仅剩的残留
它们或只有一个狭窄通道与外界相连
或直接变成内陆湖
面临继续干涸的风险
(地中海、黑海、里海、威海位置,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)
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然而沧海桑田
欧亚大陆却由此形成
在埃及的西奈半岛
它还与非洲大陆“勾连”
形成了一个面积超大的超级大陆
欧亚非大陆
(欧亚非大陆,但在苏伊士运河修建后,大陆连接中断,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)
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就这样
“灾难”造就了超级山脉、超级大陆
但是事情还远没有结束
造山运动引发连锁反应
气候上的“灾难”又开始了
而人类
将顺势登场
02
人类
造山运动中
大量“新鲜”岩石出露地表
岩石发生化学风化
消耗二氧化碳
反应原本微不足道
但此次造山运动规模之大
足以让全球大气二氧化碳浓度下降
作为温室气体的二氧化碳减少
全球气候开始
变冷
再加上其他一些原因
地球最终从两极无冰的温室地球
变成了现今两极长年有冰的冰室地球
(南极,摄影师@柳叶刀)
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随着大量水分变成冰
储存于南北两极
海平面随即下降
变冷还导致海水蒸发减弱
全球气候因此又开始
变干
(约旦月亮峡谷,摄影师@姚璐)
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但是没有最干
只有
更干
非洲板块向北移动
北非到达北纬30°附近
该区域地处副热带高压带
受下沉气流控制
难以形成降雨
结果从北非到西亚
干旱地带几乎连成一片
(北纬30°附近主要荒漠分布,详细原因请参见星球研究所《中国从哪里来?》,制图@王朝阳&张靖/星球研究所)
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连锁反应层层加码
质变终于发生了
在北非
沙漠化“如火如荼”
就连沙漠以南的大量森林
也变成了稀树草原
(非洲稀树草原,图片源自@VCG)
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原本生活在森林中的动物
面对这样的“灾变”
要么灭亡、要么改变
其中
猿类的一支
便由树栖改为在草原上生活
但是草原地势平坦
食肉猛兽虎视眈眈
为了瞭望“敌情”
它们用双腿直立行走
人类就此诞生
(乍得人头骨,为700万年前的人类祖先,图片源自@维基百科)
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直立行走解放了双手
历经演化之后
双手越来越灵活
可以使用更加复杂的工具
再加上社会竞争等诸多原因
人类的脑容量也越来越大
20-15万年前
终于在非洲演化出了
真正意义上的现代人类
智人
顾名思义即“聪明的人”
(长者智人头骨模型)
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7.5万年前
灾难又一次降临
如果说之前的“灾难”
更多是自然事件
那么从这一次灾难起
将是更显著地作用于人的身上
这次灾难由火山制造
位于阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的
印尼多巴火山爆发
喷出的岩浆多达数千立方千米
是人类所经历的全球最大火山事件
(火山爆发后形成的火山湖:多巴湖,图片源自@Esri Image)
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遮天蔽日的火山灰引发全球降温
尚处在襁褓中的人类数量
锐减90%
几近灭绝
(意大利埃特纳火山喷发,仅作示意,图片源自@VCG)
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“聪明的人”再次做出改变
他们走出非洲
借助贯通的超级大陆四处迁徙
寻找新的家园
(智人在欧亚非大陆的迁徙,依据《Going global: How humans conquered the world/NewScientist》,制图@张靖/星球研究所;注:智人之前的早期人类也曾走出非洲)
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但是
什么地方才是最佳的选择呢?
03
文明
阿尔卑斯-喜马拉雅造山带周围
地处中低纬度
温度适宜
成为更宜居的选择
而且这里资源丰富
人类在西亚驯化了小麦和大麦
在中国驯化了水稻、粟和黍
农业革命随之爆发
人口开始大量增长
(中国华北平原的小麦田,摄影师@黄政伟)
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而早前的草原扩大
还带来食草动物大繁衍
又为人类提供了充足的动物资源
其中
羊丰富了人类的饮食
牛改变了人类的耕作
马则提升了人类的移动效率
加速了战争与交流
类似的动物美洲和非洲要么没有
要么不适合驯化
(羊群,摄影师@天祺)
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更为重要的是
高大的山体可以阻挡水汽
山地中发育出大量河流
河水可以哺育人类及动植物
河流裹挟的泥沙
则可以提供农作物生长的土壤
(底格里斯河,发源于托罗斯山脉,流经土耳其和伊拉克,摄影师@姚璐)
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于是
人类早期的四大文明
有三个直接分布在
阿尔卑斯-喜马拉雅造山带周围
(人类早期文明与阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的位置关系,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)
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在西亚
依靠托罗斯山脉流出的
幼发拉底河和底格里斯河的滋养
两河文明诞生
(请横屏观看,位于伊拉克的巴比伦古城,图片源自@wikimedia commons)
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在南亚
依靠青藏高原发育的印度河
古印度文明诞生
(古印度哈拉帕文明遗址,摄影师@Rahul Zota)
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在东亚
青藏高原的隆升
加强了亚洲季风
依靠从青藏高原奔流而下的黄河与长江
中华文明在季风中诞生
(详见星球研究所《中国从哪里来?》一文;下图为长城,图片源自@VCG)
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当文明壮大
东西走向的阿尔卑斯-喜马拉雅造山带
又成了东西沟通的纽带
商人、使者、信徒、冒险家
沿着造山带东来西往
在文明之间互通有无
后世所称的“丝绸之路”应运而生
(请横屏观看,丝绸之路,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)
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小麦、胡椒、冶金技术
从西方传到了东方
丝绸、造纸术、印刷术
则从东方走向了西方
佛教、伊斯兰教、基督教等宗教
也沿着丝绸之路传播
(巴基斯坦犍陀罗的佛祖造像,具有明显的罗马元素,是东西文化交流的见证,图片源自@大都会艺术博物馆)
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人类文明
因为交流融合而愈发灿烂
一个个世界文化遗产
沿着造山带两侧集中分布
群星闪耀
(世界文化遗产分布,制图@张靖&巩向杰/星球研究所)
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大自然的力量塑造了
阿尔卑斯-喜马拉雅造山带
并为人类提供了宜居的条件
但是
完全相同的力量
也可以带来灾难
阿尔卑斯-喜马拉雅造山带
作为地球构造活动最活跃
地形最复杂、气候最多变的区域
同时也是全球两大地震火山带之一
(全球主要地震带示意,制图@巩向杰&张靖/星球研究所)
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地震、火山喷发、泥石流、山体滑坡
以及气候变化引发的干旱、洪水
随时威胁人类的安全
它可以摧毁生灵
可以倾覆城市
可以让一个国家走向衰落
4200年前
全球气候突变
干旱、洪水频发
两河流域的阿卡德帝国解体
而在中国
也是洪水泛滥
治理洪水失败的鲧gǔn
被部落首领处死
(被洪水淹没的长沙橘子洲,仅作示意,摄影师@晟龍)
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公元79年
意大利维苏威火山喷发
古罗马城市庞贝惨遭吞噬
火山灰铺天盖地般落下
将人类和动物厚厚包裹
(维苏威火山,图片源自@VCG)
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近两千年后
遇难者的肉身已经腐烂
只余下火山灰凝固形成的空壳
雕塑出悲惨人间
(凝固的庞贝遇难者遗体,图片源自@VCG)
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公元526年
拜占庭帝国最大的贸易中心
安条克(今土耳其安塔基亚)发生地震
导致25万人丧生
当难民们在悲痛中等待救援时
迎来的却是大批匪徒趁乱抢劫杀戮
而当最坚强的生还者
试图重建城市时
地震又在数十年内连续5次发生
安条克彻底崩落
(安条克遗址,图片源自@wikimedia commons)
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公元1755年
葡萄牙帝国正在全球扩张
首都里斯本却突然发生9级大地震
地震同时引发大火
里斯本被付之一炬
葡萄牙国力因此严重下降
帝国从此衰落
(里斯本的修道院,少数在1755年大地震后保留至今的建筑,图片源自@wikimedia commons)
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公元1815年
印尼坦博拉火山喷发
再次引发全球气候异常
北半球农作物欠收
导致严重饥荒
欧洲的夏季居然出现罕见低温
被称为“无夏之年”
(坦博拉火山,图片源自@NASA)
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但是面对无数灾难
人类并未因此而灭绝
反而在抵御灾难之后
发展出更先进的文明
为了治理
4200年前的大洪水
人类组织起更多人力
催生了一个前所未有的强大组织
即国家
鲧的儿子禹治水成功
中国历史上的第一个王朝夏
便随即建立
开启了中国历史的全新时代
(大禹治水图,出自东汉山东嘉祥武氏墓群石刻拓片,制图@张靖/星球研究所)
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此后
对水的治理和利用
一直贯穿中国历史
强大的中央集权化组织
可以不断修建超级水利工程
不断提升对抗旱涝灾害的能力
从都江堰
(都江堰,摄影师@余明)
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到长江三峡水利枢纽工程
一个个水利丰碑
留在了中华上下五千年
(长江三峡水利枢纽工程,图片源自@VCG)
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公元1755年的里斯本大地震
中断了葡萄牙帝国的扩张
却让人类开始对地震
进行大范围地科学研究
催生出现代地震学
(早期的地震仪器,图片源自@wikimedia commons)
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公元1815年的坦博拉火山喷发
引发“无夏之年”
欧洲的马匹也大量死亡
德国人为了取代马匹
发明了“双轮跑动机”
成为自行车的雏形
人类的交通方式得到革新
(双轮跑动机图样,图片源自@wikimedia commons)
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今天
灾难依然不断发生
巴基斯坦的一处山体滑波
堵塞河道,形成堰塞湖
暴涨的湖水吞噬村庄、田地
还淹没了19千米的中巴公路
(巴基斯坦阿塔巴德堰塞湖以及被淹毁的道路,摄影师@李含军)
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甘肃舟曲的特大泥石流
令1557人遇难、284人失踪
(2010年舟曲泥石流,图片源自@wikimedia commons)
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尼泊尔的8.1级地震
令8700多人丧生
(2015年尼泊尔地震,尼泊尔柯达里口岸震前震后对比,摄影师@杨建)
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据统计
最近一百年来
仅“一带一路”沿线国家
就发生了5400次自然灾害
导致约2596万人死亡
集各国之力共同抵御灾难
将是必然的选择
自中国提出“一带一路”倡议以来
一大批科学家、工程师走出国门
开展国际应急减灾与风险防控工作
包括与巴基斯坦共同组建
中国-巴基斯坦地球科学研究中心
(中国科技工作者在巴基斯坦开展野外调查,图片源自@中-巴地球科学研究中心)
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与尼泊尔共同组建
中国-尼泊尔地理联合研究中心
(中国科学院院士崔鹏向尼泊尔副总理介绍博克拉地震减灾援助进展,图片源自@中科院山地灾害与地表过程重点实验室)
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与意大利共同组建
中国-意大利水文地质灾害联合实验室
(中国-意大利水文地质灾害联合实验室签约,图片源自@中科院成都山地所)
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中外科学家深入野外
进行科学考察
(野外科考,图片源自@中科院成都山地所)
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开展灾害监测
(泥石流测量设备需要肩扛手提,图片源自@中科院成都山地所)
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紧急奔赴灾害发生的第一线
制定处置方案
(中国科技工作者支援巴基斯坦堰塞湖应急处置,图片源自@中科院成都山地所)
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现在
中国科学家还联合国际减灾科技力量
建立国际减灾科学联盟
共享灾害防控信息
协同进行减灾
在各国科学家的共同努力下
我们应对自然灾害的能力将愈发强大
世界虽然多灾多难
但人类依然可以多姿多彩
(尼泊尔加德满都的杜巴广场震后第二年重建,摄影师@苏铁)
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本文创作团队 撰稿:耿华军 策划:风子 云舞空城 设计:张靖 地图:巩向杰 审稿专家:周公旦 欧阳朝军 张坚 姜天海 曾璐 封面摄影师:David Billings/unsplash P.S. 本文主要参考文献:张洪瑞等《大陆碰撞造山样式与过程:来自特提斯碰撞造山带的实例》、刘晓东等《大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化》、孙东怀等《新生代特提斯海演化过程及其内陆干旱化效应研究进展》、董广辉等《不同空间尺度影响古代社会演化的环境和技术因素探讨》、吴文祥等《气候突变、人口增长、地理限制与夏朝的建立》、崔鹏等《“一带一路”自然灾害风险与综合减灾》、张兰生等《全球变化》、毛星竹等《“一带一路”沿线国家自然灾害时空分布特征分析》、汪品先等《地球系统与演变》